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3D打印技术可以制造出比子弹还快的原型车

通过莱斯利Langnau|2012年7月9日

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BLOODHOUND项目是一项国际教育计划,旨在打破每小时1000英里的世界陆地速度纪录。核心目标是通过以令人兴奋的方式展示这些学科,激励年轻人追求科学、技术、工程和数学(STEM学科)的职业生涯。项目总监是Richard Noble,程序架构师是Dan Johns。

这辆车将由喷气发动机和火箭提供动力,试图以至少1000英里/小时的速度行驶。汽车的关键部件都是采用3 d打印技术增材制造(AM)技术。

根据一些人的说法,这款“终极赛车”是尖端科学和工程的融合。选择3D打印的原因之一是减少材料浪费。用铝坯料加工零件会产生80%的废料。使用AM生产的等效材料只产生6%,并且消除了制造钢坯的能源消耗过程。

BLOODHOUND工程师在几个关键部件上使用了增材制造,包括:

•方向盘,

辅助动力单元(APU)变速箱外壳,

•高负荷降落伞托架

•和螺栓夹具,将保持碳纤维前端到金属后底盘。

原型方向盘

方向盘是司机安迪·格林和南非西北角沙漠哈克斯基恩潘之间的重要接触点,哈克斯基恩潘在他脚下以每英里3.6秒的速度飞驰。W形方向盘的握把将由钛粉制成,专门为他的手量身打造。这种复杂的空心设计不能用传统的制造方法一气呵成。这些原型由Materalise公司的尼龙粉制成。

为了开发一个稳健的方向盘设计,概念来自兰开斯特大学数十名产品设计专业的学生。BLOODHOUND的Dan Johns给他们设置了一个挑战,让他们创造性地思考一个没有制造限制的方向盘,他们用创新的设计来回应,BLOODHOUND的工程师正在将这些设计融入到最终的组件中。

变速箱外壳

尽管BLOODHOUND由一台EJ200欧洲战斗机喷气发动机和定制的猎鹰混合火箭提供动力,但它需要一个变速箱来控制辅助动力单元的750马力。考斯沃斯的CA2010 F1发动机用于驱动液压系统和泵,在17秒内将一吨氧化剂输送到猎鹰混合动力火箭。CA2010 F1发动机的最高转速为1.8万转,比普通汽车快三倍左右。这需要降低到最佳转速10,000 rpm的氧化剂泵,因此开发了一个定制的变速箱使用Xtrac齿轮,AP赛车离合器和变速箱液压。约翰斯说:“我们希望开始验证钛材增材制造技术在非安全关键部件上的使用,以建立我们在更关键部件上使用该技术的信心。Arcam成功制造了变速箱外壳。”

最近,参与该项目的人员将CAD设计图纸分发给英国4500多所学校和大学,供150多万学生使用,并分发给全球207个国家的粉丝和爱好者。

机械工程师学会主席约翰·伍德(John Wood)表示:
“从这样一个项目中发布详细的设计数据是前所未有的,但这是‘猎犬’独特吸引力和重要性的一部分,它展示了复杂的工程是如何工作的。”

“寻血猎犬”的总工程师马克·查普曼补充说:“理论上,如果你有备用的喷气式飞机、火箭和F1发动机,你可以用这些图纸在家里建造你自己的“寻血猎犬”。尽管我们很享受一场精彩的比赛,但我们不推荐它。当你跑得比子弹还快的时候,事情就变得很棘手了!”

可下载的3D设计图纸构成了这款汽车的基因,是30人年的尖端研究和设计工作的结果。由4000个独立设计的组件组成,您可以使用西门子专业的工程软件逐层解构CAD模型,在所有轴上旋转和放大和缩小。

3D设计图纸允许观众探索非凡的工程,使BLOODHOUND SSC加速从0 -1050英里每小时,并在短短100秒内返回,并安全处理作用在它上面的惊人的力和负载:由喷气和火箭发动机产生的47,000磅推力;30吨悬挂载荷;空气对车身的压力可达每平方米10吨;每个空气制动器打开时能产生2.2吨的压力;单是实心铝轮就重达90公斤,每分钟转速为10200转,在轮辋处产生50000径向重力。

打破世界陆地速度纪录有几条规则,即:汽车必须由一名司机连续控制,至少用四个轮子行驶,并在一小时内通过测量的英里数两次。这意味着陆地速度纪录的挑战者在设计汽车时几乎享有完全的自由,这也解释了为什么在1997年,一辆四轮双喷气发动机汽车Thrust SSC能够与克雷格·布里德洛夫(Craig Breedlove)的单引擎五轮美国精神(Spirit of America)比赛。物理学创造了公平的竞争环境,而不是一本规则书。

3D设计图纸将被广泛应用于BLOODHOUND教育项目,该项目为各级教育制作了课程现成的资源材料。目前,4081所中小学、246所继续教育学院和42所大学(涵盖150万名学生)已经接触到基于喷气和火箭动力汽车的真实案例研究,帮助他们将科学、技术、工程和数学(STEM)课程生动地带入生活。

经过36个月的详细设计工作,这些设计图纸的改进版本已经发布给主要的BLOODHOUND供应商,包括汉普森工业公司,他们将很快开始切割第一批钢和铝来制造后底盘。与此同时,考斯沃斯有限公司即将完成他们的f1赛车引擎和软件包的准备工作,准备在今年夏天进行英国20年来最大的火箭测试。

对于那些觉得“需要速度”的人来说,看一看:

“侦探犬”号超音速车

www.bloodhoundssc.com

快速制造零件


了下:3D打印•增材制造•立体平版印刷,快速制造零件,刹车•离合器,液压设备+元件


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